PL124718B1 - Ball screw gear - Google Patents

Description

Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Richard Wilke, Schwelim; Heiimut Koitfihaus, Wuppertal (Republika Fedieradna Nieimiec) Mechanizm srubowy kulkowy Ptnzadmflotiem wynalazku jeiat meiohainiiam siriubowy kulkowy,, z kulkami umieszczonymi pomiedzy na¬ kretka a wrzecionem, które sa przyjmowane od strony nakretki i wrzeciona w zwojach gwintu o jednakowym skoku, przy czym do prowadzenia powrotnego kulek, pomiedzy zewnetrznymi po¬ wierzchniami nosnymi gwintu dwóch sasiednich zwojów gwintu jest przewidziane wybranie, które wspólnie z lezacymi naprzeciwko powierzchniami kierujacymi czesci odchylajacych, zamocowanymi do wrzeciona ogranicza kanal prowadzenia po¬ wrotnego kulek, a wybranie pomiedzy powierzch¬ niami nosnymi gwintu jest utworzone przez pla¬ ska powierzchnie, na której jest umieszczona czesc odchylajaca.Tego rodzaju mechanizm srubowy kulkowy, zna¬ ny z opisu patentowego St. Zjednoczonych AP nr 24 86 056, ma do prowadzenia powrotnego ozesc wkladana, która jest uksztaltowana w rodzaju wpustu i jest umieszczona w osiowym rowku wzdluznym o prostokatnym przekroju poprzecz¬ nym,, promieniowo otwartym na zewnatrz. Kazdy kanal prowadzenia powrotnego kulek jest utwo¬ rzony pomiedzy plaskim dnem osiowego rowka wzdluznego a promieniowo na zewnatrz zamknie¬ ta pokrywa w postaci U czesci wkladanej. Do przykrycia stopniowych odsadzen, pomiedzy row¬ kiem wzdluznym a zwojami gwintu od strony wrzeciona, sa umieszczone w obydwu osiowych zlobkach wzdluznych, utworzonych pomiedzy po- 10 15 25 30 wierzchniami rowka, oddzielne trójkatnie profilo¬ wane prety wzdluzne.Oprócz tego czesc wkladana od strony zewnetrz¬ nej, promieniowej, pomad kazdym kanalem pro¬ wadzenia powrotnego kulek, ma zgrubienie w ro¬ dzaju sznurka, wchodzacego od strony nakretki w zwoje gwintu, podwyzszajace tarcie i powodu¬ jace znaczne dodatkowe naklady przy wytwarza¬ niu.Z opisu patentowego Wlk. Brytaniii nr 583*932 jest znany mechanizm srubowy kulkowy, w któ¬ rym nakretka ma dwie czesci odchylajace, które sa umieszczone i zaimoctowajne w prizyibldizeniiiu w tym samym obszarze obwodu nakretki w dwóch sasiednich rowkach gwintu. Wymaga to dopaso¬ wania ksztaltu czesci odchylajacej do ksztaltu rowka gwintu. Przez to kuliki przy swoim powro¬ cie przeskakuja przez wierzcholek gwintu od strony wrzeciona. Potrzebny jest równiez kanal przeprowadzajacy, wykonany od strony zewnetrz¬ nej nakretki, co powoduje koniecznosc pózniejsze¬ go zaslepienia otworu wykonanego w nakretce.Prowadnice powrotne kulek musza byc hartowa¬ ne. Hartowanie kanalów prowadzacych w znanych mechanizmach wykazuje jednakze znaczne trud¬ nosci. Z powodu skomplikowanego uksztaltowania znanych prowadnic zwrotnych kulek osiaga sie niejednakowe glebokosci hartowania,, które z po¬ wodu kroczacych naprezen w strukturze prowadza 124 718124 718 podczas pracy do uszkodzenia czesci lub do uszko- ^ -jdzenja, powderzcjini górnej. \ * .1 JEajtiariem ,wjrnfelazku jest usuniecie tych niedo- * godnosci i opracowanie mechanizmu srubowego kulkowego, z rfskotarciowymi prowadnicami po- | ' wtotnymi wytwarzanymi bardzo prosto od strony ^—.wrizecjona,~—J Zadanie to zostalo rozwiazane dzieki temu, ze wyibnanie jest plaskie na calej dlugosci a czesc odchylajaca sklada sie z dwóch jednakowych, wza¬ jemnie odwróconych czesci, których powierzchnie kierujace sa uksztaltowane zasadniczo plasko i prostoliniowo i sa umieszczone prostopadle do wy¬ brania i tworza promieniowo na zewnatrz otwar¬ ta litere U z tym, ze wybranie ma zfazowania na zwojach gwintu dla swobodnego wlotu, wzglednie wylotu kulek.Obok prostego sposobu wytwarzania i swobod¬ nego obiegu mechanizm srubowy kulkowy wedlug wynalazku pozwala na latwe dopasowanie do róz¬ norodnych wielkosci kulek, skoku i srednic wrze¬ ciona. Prowadnice kulkowe wedlug wynalazku, dzieki plaskiej powierzchni ze sfazowaniami przed¬ stawia nieskomplikowana, jednakowa powierzch¬ nie górna, która bezproblemowo daje sie jedna¬ kowo hartowac.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdluzny, fig. 2 — widok z góry na czesc odchylajaca, fig. 2a — widok cze¬ sci odchylajacej zgodnie ze strzalka Ha na fig. 2^ fig. 3 — przekrój czesciowy, zgodny z linia III—III na fig. 1, a fig. 4 — przekrój wzdluzny przez krót- koskokowy przesuwno-oiagowy silownik, z me¬ chanizmem srubowym kulkowym, jaki jest przed¬ stawiony na fig. l-=-3b uszczelniony przed zabru¬ dzeniem i zaopatrzony w zapas smaru.Fig. 1-2-3 pokazuja nakretke 1 ze zwojami gwin¬ tu 13 i ich powierzchniami nosnymi la oraz wrze¬ ciono 2 ze zwtoijaorti giwimitu 12 i ich powierzchniami nosnymi 2a. , Pomiedzy dwoma zewnetrznymi powierzchniami nosnymi gwintu 2a wrzeciona 2 znajduje sie wy¬ branie 5 plaskie- na calej dlugosci, wytworzone, np. przez frezowanie. Szerokosc tego wybrania 5, mierzona w osiowym kierunku wrzeciona 2, jest ustalona przez osiowy odstep, pomiedzy obydwo¬ ma zewnetrznymi powierzchniami nosnymi gwintu 2a. Dlugosc wybrania 5, mierzona w przyblizeniu poprzecznie do kierunku osiowego wrzeciona 2, wynika z warunku, ze kulki 3 ze zwojów gwintu/ wzglednie prowadnic 13 nakretki 1 musza zanu¬ rzac sie w wybraniu 5 i przy tym nie stykaja sie z powierzchniami nosnymi gwintu la od strony nakretki. Z tego wynika odleglosc d na fig. 3, któ¬ ra jeszcze moze byc troche zmniejszona przez to, ze wybranie 5 przechodzi lekko wypukle w zfazó- wanie 6 wzdluz obwodu wrzeciona 2.Kat o, pomiedzy powierzchnia kierujaca 4 a powierzchnia nosna gwintu 2a, pod którym kulki 3 sa zawracania iwymdlka ze sfaizowan 6, które umozli¬ wiaja swobodne opuszczenie kulek 3 ich linii nos¬ nej na powierzchniach nosnych gwintu. Na fig. 1 ,sa zaznaczone linia kreskowa dwa elementy kie¬ rujace,umi^2^^^ w.przyblizeniu w pewnym od¬ stepie równolegle do siebie, które wspólnie z cze¬ scia wytaaniiia 5, patrzac w osdowyim paraeflariojai wzdluznym przez wrzeciono 2, twiomza kanal po¬ wrotny 18 w postaci litery U. Jak jest widoczne 5 z fig. 1, kanal powrotny 18, z boku, od strony konca, na przejsciu od zwojów gwintu 12, ma przebieg lekko zalamany.Fig. 2 i 2a pokazuja tak ustalona postac czesci odchylajacej 14, która za pomoca wkretów z lbem 10 stozkowym plaskim (nie przedstawionych), umiesz¬ czonych w otworach 15 jest przykrecona do wy¬ brania 5, i która jest zaopatrzona w otwory gwintowane 7.Fig. 4 pokazuje za pomoca krótko skokowego si- 15 lownika przesuwnociagowego jeszcze jeden prze¬ bieg powroty kulek 3. Zamiast tylko jednego obie¬ gu kulek 3 mozna zastosowac na obwodzie wrze¬ ciona 2 dowolnie wiele takich obiegów. Wrzeciono 2 jest uksztaltowane jako wrzeciono wydrazone. 20 Obydwa konce wrzeciona 2 sa prowadzone w ele¬ mentach 8 nakretki 1, np. samosmarujacych lozy¬ skach 9 z brazu spiekanego i uszczelnione przez odpowiednie uszczelki 10 przed wyplywem smaru oraz brudu i unikaniu wody. Otworzy 11 umozli- 25 wiaja wyrównanie smaru przy wchodzeniu i wy¬ chodzeniu nakretki.Czop (kwadratowy 16 i czesc przylaczienliowa 17 umozliwiaja naped i odbieranie ruchu urzadzenia.Material zastosowany na czesci kierujace 14, so z powodu wysokiej liczby obrotów i duzych prze¬ noszonych sil, powinien byc taki sam jak material na wrzeciono 2 i nakretke 1, to znaczy miec jed¬ nakowa twardosc i ciagliwosc.Przy niewielkiej liczbie obrotów i nieznacznych 35 silach na czesci kierujace 14 mozna zastosowac tworjzywo sztuczne, które ma przy obiegu kulek zalete cichobieznosci.Mechanizm srubowy, kulkowy wedlug fig. l-=-4 przemienia obroty wrzeciona 2 na ruch postepowy 40 nakretki 1 w kierunku podwójnej strzalki X. Ki¬ nematyczne odwrócenie w przestawionym przy¬ kladzie wykonania jest oczywiscie zasadniczo moz¬ liwe.W uzupelnieniu nalezy wspomniec, ze na fig. 1 45 kulki 3 z powodu uproszczenia rysunku nie sa przedstawione.Zastirzezeniie patentowe 50 Mechanizm srubowy, kulkowy z kulkami umiesz¬ czonymi pomiedzy nakretka a wrzecionem, które sa przyjmowane od strony nakretki i wrzeciona w zwojach gwintu o jednakowym skoku, przy 55 czym do prowadzenia powrotnego kulek, pomie¬ dzy zewnetrznymi powierzchniami nosnymi gwintu dwóch sasiednich zwojów gwintu jest przewidziane wybranie, które wspólnie z lezacymi naprzeciwko powierzchniami kierujacymi czesci odchylajacych, 00 zamocowanymi do wrzeciona ogranicza kanal prowadzenia powrotnego kulek, a wybranie po¬ miedzy powierzchniami nosnymi gwintu jest utwo¬ rzone przez plaska powierzchnie, na której jest umieszczona czesc odchylajaca, znamienny tym, ze 65 wybranie (5) jest plaskie na calej djugoscj, a czesc124 718 odchylajaca sklada sie z dwóch jednakowych, wza¬ jemne odwróconych czesci (14), których powierzch¬ nie kierujace (4) sa uksztaltowane zasadniczo pla¬ sko i prostoliinfoowo i sa umieszczone prostopadle do wybrania (5) i tworza promieniowo na zewnatrz otwarta litera U z tyn% ze wybranie (5) ma zfazo- wania (6) na zwojach gwintu (12) dla swobodnego wlotu, wzglednie wylotu kulek (3). «\!h 6 2c FIG.1 m FIG.2 FIG.2a 9Y 1 PL PL